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本阶段是组织培养中最重要的一环。在培养基中植物激素的作用下，外植体通过三条途径迅速增殖，这就是侧芽增殖、诱导不定芽的形成和诱导胚状体的形成。侧芽增殖 种子植物的每个叶腋中通常都存在着腋芽，在一定条件下可以使它生长。现在知道顶端优势抑制侧芽生长，可被外源的细胞分裂素打破，所以在利用侧芽增殖这条途径时，培养基中几乎都要加入细胞分裂素（有时也加入少量生长素）。由于细胞分裂素的持续作用，侧芽不断分化和生长，逐渐形成芽丛。如果反复切割和转移到新的培养基上继代培养，就可在短期内得到大量的芽。 侧芽增殖的主要优点是能保持遗传的稳定性，因为茎尖的细胞常是均一的二倍体细胞，它不易受培养条件的影响而发生变异，也易于保持嵌合体的性状。目前已有近百种植物可以用这种方法进行繁殖，如草毒（Fragaria ananassa Duch.）、苹果、葡萄（Vitis vinifera L.）、唐菖蒲（Gladiolus gandavensis Houtt.）、非洲菊、月季（Rosa chinensis Jacq.）、甜菜（Beta vulgaris L.）和凤梨[Ananas comosus(L.) Merr.]等。 关于培养基中加入细胞分裂素的浓度，是0.1～10.0毫克/升，一般为1.0～2.0毫克/升。在几种细胞分裂素中用的最多的是6-苄基嘌呤，其次是激动素和异戎基腺苷，玉米素用的很少。
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